馬里亞納海溝(Mariana Trench),又名瑪利亞娜海溝,位于11°20′N,142°11.5′E,即菲律賓東北、馬里亞納群島附近的太平洋底。北端開始于小笠原海臺,南端延伸至西馬里亞納島弧西南坡角,整體呈東南走向。馬里亞納海溝最深處的地方達6~11千米,是已知的海洋最深處,這里水壓高、完全黑暗、溫度低、含氧量低,且食物資源匱乏,因此成為地球上環境最惡劣的區域之一。作為全球最深的一個海溝,馬里亞納海溝延伸大概約2550公里,平均寬69公里,大部分水深在8000米以上,最深處在斐查茲海淵,深度為11034m。它大約有7個貝加爾湖(地球上最深的湖)那么深,假如把世界上最高的珠穆朗瑪峰放到海溝里去,還不能露出水面。
一般認為,馬里亞納海溝是由于地球上兩個最大的板塊—歐亞板塊和太平洋板塊在長期的不斷擠壓、碰撞中形成的,太平洋板塊俯沖插入亞歐板塊之下,隨后不斷下沉,在發生碰撞的地方形成海溝,在靠近大陸一側則隆起形成海岸山脈。整個俯沖體系全長約2800千米,呈南北走向。這條海溝的形成據估計已有6000萬年,其在海平面以下的深度已經超過珠穆朗瑪峰的海拔最高處,主海溝底部有較小陡壁谷地一一挑戰者海淵。
1960年1月,美國海軍的“的里雅斯特”號深潛器,首次成功下潛至馬里亞納海溝底部進行科學考察,下潛深度為10916米,創造了潛入海溝的世界紀錄。2012年,美國好萊塢著名導演詹姆斯·卡梅隆(JamesCameron)獨自乘坐“深海挑戰者”號深潛器,下潛近11千米,探底馬里亞納海溝,成為單槍匹馬潛至“最深處”的第一人;2016年,中國“探索一號”深潛器在馬里亞納海溝海域開展了我國海洋科技發展史上第一次綜合性萬米深淵科考活動;2020年11月10日8時12分,中國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底,坐底深度10909米,刷新中國載人深潛的新紀錄。
成因
依照板塊構造學說的解釋,海溝是大陸板塊與大洋板塊交界處,由于不同的地質構造所形成的巨大裂縫,當海洋板塊因海底擴張向大陸板塊撞擊時,其前緣俯沖到大陸板塊之下,并托入到地幔下層,這樣就形成海溝。馬里亞納海溝是由于地球上兩個最大的板塊—歐亞板塊和太平洋板塊在長期的不斷擠壓、碰撞中形成的,太平洋板塊俯沖插入亞歐板塊之下,隨后不斷下沉,在發生碰撞的地方形成海溝,在靠近大陸一側則隆起形成海岸山脈。
馬里亞納島弧系
馬里亞納島弧系是太平洋板塊和菲律賓海板塊的會聚帶,其以馬里亞納海溝為明顯特征。馬里亞納海溝北與伊豆-小笠原海溝相接,構成菲律賓海板塊的東界。在全球構造和地球動力學研究中,馬里亞納弧令人產生濃厚興趣,一方面是因它作為一類島弧系和俯沖帶的代表,另一方面是因為它是弧后擴張的典型地區。因此,馬里亞納島弧系也就成為了馬里亞納海溝研究的關鍵部分。
馬里亞納西結構區
馬里亞納海溝以西,ECSMA(中國東海磁力高帶)以東,存在著一大片稍具條帶狀特征的地區,稱之為馬里亞納西結構區。這個大結構區的深部地殼,究竟是洋還是陸,現在尚難說清。僅知日本本州島的南部,四國及九州島都是它的邊緣部分,大面積的菲律賓海也是與之相連的。因此,要想探測馬里亞納西結構區深部地殼的構成因素,馬里亞納海溝作為最深的海溝,在研究中有著不可代替的作用。
海嶺
海溝常被海底一些高地或海嶺分隔為若干不連續的段,同時,延伸方向也發生明顯轉折。如馬里亞納海溝南段在北緯11°、東經140°附近,發生近90°的轉折,東經140°。據研究,以東的海溝近東西方向、以西的海溝近南北方向,馬里亞納海溝的這一轉折與加羅林海嶺有關。
位置境域
馬里亞納海溝位于太平洋西北部、菲律賓群島東北角、馬里亞納群島東側,從硫群島附近以東起,經塞班天堂島、關島以東,到雅浦島附近止。在該海溝形成發育有過程中,隨著菲律賓海板塊的擴張和旋轉,其位置及形態也不斷發生巧變,因此延伸方向由北西西一南南東向逐漸變為現今的近南北向。同時,隨著太平洋板塊的運動,海溝位置也向北推進了大約10個度帶,目前該海溝橫跨北緯10°~18°之間,中心位置為北緯15°,東經147.3°。馬里亞納海溝是板塊俯沖地帶,海底地質運動非?;钴S,海山火山巖的物質組成及成因等是海洋地質科學家感興趣的問題。
分布特征
海溝通常呈單列延布,但馬里亞納海溝較為特殊,它與其它海溝發生分叉現象:一列向南,為伊豆一小簽原海溝、馬里亞納海溝、雅浦海溝、帛琉海溝;另一列向西南,為西南日本海溝,琉球海溝、馬尼拉海溝、菲律賓海溝。
周圍海溝
馬里亞納海溝位于太平洋的西部,是太平洋西部洋底一系列海溝的一部分。在馬里亞納海溝的北部有阿留申、千島、日本等小型海溝,南部則有新不列顛和新赫布里底等海溝,它緊靠世界著名海島—塞班島。
地理分段
馬里亞納海溝被太平洋的海峰分為三片區域。
海溝北段
北段 (120.5°N~25°N)又稱為北馬里亞納海溝,可以被 6000m 等深線圈閉,海溝軸部水深平均 7000m~8000m,少數區域水深大于8000m。海溝洋側地形較為平緩,海盆平均水深5000 m~6000m,盆內海山的分布較少且遠離海溝軸部。
海溝中段
中段(15°N~20.5°N)被太平洋的大型海山鏈切割。中段偏北區域海溝不連續,洋側海山與周圍盆地的相對高差超過 4000m,而被分隔的海溝水深平均6000m~7000m;而中段 18.5 °以南區域的海溝相對較為連續,海溝底部能被 7000m 等深線圈閉,大部分區域的溝底水深超過 8000m;并且在該區域洋側海山分布與北部相比較少,且遠離海溝軸部。
海溝南段
在 15°以南為馬里亞納海溝南段(15°N~10.7°N)。南段水深最大,海溝底部能被8000m等深線圈閉,在絕大部分區域海溝軸部最深處超過9000m。在其洋側也分布有一些與周圍盆地高差超過 3000m 的海山;在海溝的最南端,其洋側斜坡上可見大量與海溝軸部平行的凹地。
整體來看,馬里亞納海溝不同位置水深具有明顯的分段性,若先不考慮海溝中段太平洋的大型海山鏈所分隔的部分區域,海溝的水深由北向南逐漸變大,溝底水深由6000m-7000m逐漸增加,直到超過9000m。
地理特征
水文
馬里亞納海溝中完全黑暗,海水溫度低、含氧量低,且食物資源匱乏,因此成為地球上環境最惡劣的區域之一。
水壓
在世界海洋最深處11034米深的馬里亞納海溝,海水壓力達到100兆帕斯卡。深度越深,壓力越大,海水自身的體積就縮小,一般每增加10萬帕斯卡壓力,海水只縮小原來體積的47/100萬。對于1萬米水深處的馬里亞納海溝的海水,壓力約為100兆帕,原先體積為1000m的海水,被壓縮成935m。體積縮小,密度增大,隨之比重增大,故深海處海水重量要比淺水層的海水重量大些。
深度
整體來看,馬里亞納海溝不同位置水深具有明顯的分段性,若先不考慮海溝中段太平洋的大型海山鏈所分隔的部分區域,海溝的水深由北向南逐漸變大,溝底水深由6000m-7000m逐漸增加,直到超過9000m。
吸水能力
馬里亞納海溝不僅存在著巨大壓力和惡劣環境,而且擁有驚人的吸水能力。這一能力與全球風系統和水循環密不可分。
全球風系統的作用
全球風系統是大氣環流的產物,驅動了地球上的大氣逆轉運動。這些風系統中最知名的是東北貿易風和西南貿易風,它們在赤道附近形成了熱帶氣旋。這些風系統在塑造馬里亞納海溝的吸水能力中發揮著重要作用。
東北貿易風:東北貿易風從高緯度北半球的溫帶地區吹向近赤道地區,主要在更低緯度的熱帶地區形成代表性的馬爾斯頓環流。這個環流造成了海洋的垂直流動,將溫暖的表層水沉降到深海的馬里亞納海溝中。
西南貿易風:西南貿易風夏季從海洋吹向溫帶地區,并導致海洋深層水的上升,形成溫漲流。這些暖流在馬里亞納海溝周圍聚集,并通過下沉進入海溝。
水循環的作用
水循環是地球上的水資源在地質時間尺度上的循環過程,涉及蒸發、凝結、降水和地下水再補充。與全球風系統相互作用的地球上的水循環也影響著馬里亞納海溝的吸水能力。
蒸發和降水:因太陽能的加熱,海洋的表層水不斷蒸發,形成了水蒸氣。這些水蒸氣最終形成云層,通過降水和大氣循環降到地面。降水充實了海洋的深層水,然后進入馬里亞納海溝,增強其吸水能力。
地下水再補充:除了海洋,地球上的水循環還涉及地下水。大雨將水滲入土壤,逐漸向地下滲透,并通過地下水系統補充了海洋深層水。這些地下水通過地震和火山活動等路徑進入馬里亞納海溝。
綜上所述,全球風系統和水循環共同作用是馬里亞納海溝吸水能力的關鍵因素。通過東北貿易風和西南貿易風的驅動,溫暖的海洋表層水和深層水不斷輸入馬里亞納海溝。大氣中的水蒸氣通過降水和地下水的再補充,進一步充實了馬里亞納海溝的水資源。
地質
巖石特征
根據J.門捷列夫號調查船在內坡上取得的巖樣表明,馬里亞納海溝底部是起鎂鐵巖和輝長巖,往上為輝綠巖和枕狀熔巖,頂部為火山碎屑沉積物。1978年,“T.華盛頓”號調查船在馬里亞納航次期間作了幾次拖網采樣,發現了類似的巖石,包括蛇紋巖禾幾種欖橄巖。在內坡上部,深海鉆探也發現了一些高溫變質的玄武巖和輝長巖碎塊。
在2019年5月28日,我國遠洋綜合科考船“科學”號科考隊員在馬里亞納海溝南側海山發現了近10片五彩斑斕的珊瑚林。林內各種珊瑚和柱星螅等集聚生長。猶如“海底花園”一般,實屬罕見。
淤泥特征
1990年,日本東京大學海洋研究所的科研人員在馬里亞納海溝的淤泥中發現了大量毒性比氰化鉀大500~1000倍的豚毒。其中1克泥中含25~90納克(1納克相當于10億分之一克)豚毒、也就是說,10克海底淤泥中所含毒素就能毒死1只老鼠,10公斤海底游泥中所含毒素(0.5~1毫克)便能致人喪命。
地殼特征
地殼是指地球表面由巖石組成的一層堅硬殼體。馬里亞納海溝處地殼僅5~6km,平均地殼厚度為35km。
地形地貌
馬里亞納海溝整體呈向東凸出的新月型,該海溝的特點是弧形十分清晰。因為大洋性玄武巖體的侵入,可分成北馬里亞納海溝和馬里亞納海溝。
北馬里亞納海溝位于伊豆-小笠原海溝和馬里亞納海溝之間,以鏈狀相接。一般深度達6000~7000米,北部最大深度超過8600米。海溝有的部位呈雁形排列。
馬里亞納海溝則由東轉向東南方向延伸,是世界大洋中最深的一個海溝。水深自北向南加深,海溝最大觀測深度11034米。海溝橫斷面呈不規則的“V”字形,溝坡很陡,但西坡(島坡)比東坡(洋坡)緩,洋坡更陡哨。雖然斜坡面很陡,但深海溝溝底平緩,寬度不到2千米且在10000~10900米附近的海溝底卻有1~5千米寬大的近乎水平的面。
海底沉積物
馬里亞納海溝不易發現俯沖增生棱柱體,以后期遠洋一半遠洋以及陸源等充填沉積為主,沉積物呈水平產出,并具有正常地層層序,僅在較陡哨的島弧坡面發生滑塌堆積使得沉積層復雜化。
海溝中沉積物一般不厚,大多不過數百米。海底的深溝,是由堅硬的巖石組成,海底上蓋著薄薄的一層泥沙。所以,在海溝中采樣,除獲得玄武巖和超基性巖以外,遠離大陸的海溝中的沉積物為遠洋的軟泥(如馬里亞納海溝中挖得硅藻軟泥)。馬里亞納海溝溝底的軟泥,有的來自繁殖于海面上的微小生物的遺體,據研究,這些微生物的遺體從海面沉到海底,大約得一年光景。
生物
雖然在萬米的海溝下,條件極其惡劣,高壓、漆黑和冰冷,通常溫度只有2℃(極少數海底受地熱的影響水溫可高達380℃)。但是,這里科學家在這里竟然看到有一條比目魚和一只鷹爪蝦在游動。而且,在千米深的海水中,還有熟知的蝦、烏賊、章魚、槍烏賊以及抹香鯨等大型海獸類;在2000~3000米處還發現 了成群的大嘴琵琶魚;2014年12月,科學家在馬里亞納海溝8145米的海床上發現了一種魚類,這比先前紀錄深了將近500米,長度僅18厘米;最深處則很少看到動物了。
單細胞生命
到目前為止,日本海洋地球科學和技術機構已經從地球上最深的馬里亞納海溝(水深10898米)處取得180個獨立的微生物品種。
菌類
自1928年Downie發現第一個嗜堿菌(Streptococcus faecalis)以來,已從海洋等堿性環境中分離得到多種類型的嗜堿菌。除古菌外,還有細菌、放射菌和真菌的一些種,既有好氧的,也有厭氧的,廣泛分布于熱泉、南極以至馬里亞納海溝等極端環境中。
研究歷程
馬里亞納海溝的發現
1951年,英國皇家海軍調查船“挑戰者”號發現了馬里亞納海溝??墒?,直到50年代末,盡管人類已發射衛星進入太空,卻一直沒人敢下到這片神秘莫測的深淵中去。
馬里亞納海溝“挑戰者海淵”的發現
1951—1952年英國海洋調查船—“挑戰者8”號進行世界周航海洋調查,發現馬里亞納海溝挑戰者(Challenger)海淵,當時探測出的深度為10836m。馬里亞納海溝的最深處之所以叫挑戰者海淵,就是為了紀念發現它的英國海洋調查船“挑戰者8”號而得名的。此后,這一數據也不斷被新的紀錄所修正。
海溝深度的首次更正
繼挑戰者海淵被發現后,1957年蘇聯的“勇士”(Vityaz)號船利用聲波反射裝置再次對海淵進行了勘察工作,此次測量出的海淵深度為11034m。
人類第一次抵達海溝底部
1959年,美國工程師雅克·皮卡德和美國海軍上尉沃什決定乘坐“特里亞斯德號”,再次探測被稱為“挑戰者海淵”的馬里亞納海溝。這次探測是人人類首次到達挑戰者深淵的海底,同時也對海溝深度進行了第二次正式更正。
特里亞斯德號抵達關島后先后兩次出海做了深潛水試驗。第一次潛水的最大深度是5670米,第二次是7320米。但是這兩次潛水都沒有達到最深處,因此,他們開始了第三次下潛活動。
12點6分,當下降到9880米時,他們聽到了強大而壓抑的爆炸聲,艇體好像遇到輕微的地震那樣搖動起來。13點6分,特里亞斯德號緩緩地沉降到了海底,此時深度表上指著10912米(當時測定)。沃什拍了四下音響電話的鍵子,這是事先約定好的“安全到達海底”的信號。13點26分,特里亞斯德號慢慢地從海底抬起了它那笨重的150噸的體積,開始了向海面世界的長達10000多米的歸途。經過3個半小時的浮升,特里亞斯德號終于浮出了水面。
這次勘察活動,一方面采集到許多深海珍奇動物標本,推翻了當時英國著名生物學家福布斯主張的“海洋中540米以下無生物存在”的觀點;另一方面,測得其深度的更準確數據——10912米。
海溝深度的第三次更正
1992年,日本海洋科技中心耗資5000萬美元研制出長3米、重5.4噸,裝備有復雜的攝像機、聲吶和一對采集海底樣品的機械手的“海溝號”纜控式水下機器人,其研制目的為考察查林杰海淵。
經過三個半小時的“行進”,“海溝號”到達查林杰海淵底部,測深表顯示的水深值是10903.3米,修正水深為10911.4米(修正水深是根據水壓測定的值,通過含鹽量、水溫資料修正后的深度),“海溝”號創造了新的世界潛深紀錄,比原有紀錄深了15米。
日本海洋研究開發機構地球內部變動研究中心與英國海洋研究所還利用深海無人探測器,在探測10000米深的馬里亞納海溝時,從海底的表層堆積物中首次分離出帶殼的海生單細胞動物——有孔蟲類,平均每平方厘米有449只。通過遺傳基因分析,發現有孔蟲類與現在海洋中常見的帶殼種類在8億~10億年前走上了兩條進化道路,可稱為海底的活化石。
單人首次抵達海溝底部
2012年3月26日,關島當地時間7:52,即北京時間5:52,美國好萊塢著名導演詹姆斯·卡梅隆(執導《泰坦尼克號》《阿凡達》)成功下潛至世界海洋的最深處——馬里亞納海溝的挑戰者海淵底部10898.43米。于當地時間26日上午返回水面??仿∈堑诌_海溝底部的第三個人,也是單獨下潛的第一人??仿〈舜螡撍藶榭茖W研究搜集樣本之外,還拍攝了一些照片和影片。
單人兩次抵達海溝底部
2019年4月,維克托·維斯科沃駕駛DSV Limiting Factor抵達深度10,928米處, 比前記錄多了16米。同年5月1日,再度下成為世界記錄中第一位抵達深淵兩次的人。他在挑戰者深淵海床上看到了塑料袋及糖果包裝紙。
中國首次下潛馬里亞納海溝
2012年6月,中國第一艘深海載人潛水器“蛟龍號載人潛水器”在馬里亞納海溝成功下潛7062米,創造了世界同類作業型載人潛水器最大下潛深度紀錄,標志著中國海底載人科學研究和資源勘探能力達到國際領先水平。
中國在馬里亞納海溝進行首次萬米深淵科考活動
2016年6月22日至8月12日,我國“探索一號”科考船在馬里亞納海溝海域開展了我國海洋科技發展史上第一次綜合性萬米深淵科考活動。在這次探測中,“探索一號”科考船的隊員們把升降器從后甲板緩緩放入海中。升降器成功沉人海底后,把一塊寫有中科院的英文縮寫-“CAS”的標識布放入挑戰者深淵的萬米海底之下。這是繼“蛟龍號”7000米海試成功后我國海洋科技又一里程碑,標志著我國的深潛科考開始進入萬米時代。
中國第三次進行馬里亞納海溝
2018年8月24日,“探索一號”再次挺進馬里亞納海溝海域進行科考,歷時54天,終于取得了非常棒的成果,創造了3項國際首次和3項國內首次的紀錄,國內首次獲取了馬里亞納海溝與雅浦海溝之間關鍵通道的斷面水文數據和水體樣品。
中國在馬里亞納海溝成功完成首次萬米海試任務
2020年10月10日,在“探索一號”和“探索二號”船”兩艘科考船的支持保障下,“奮斗者”號從三亞崖州灣南山港碼頭啟航,奔赴西太平洋馬里亞納海溝海域。在預定海域完成前期準備工作后,這個深海潛水器便在工作人員的配合下開始進行萬米深潛試驗任務。
同年10月27日,“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功下潛突破10000米,此后捷報頻傳,截至11月19日,它在預定海域一共進行了13次下潛活動,其中8次突破萬米,并創造了10909米的中國載人深潛新紀錄。萬米深潛試驗圓滿結束后,“奮斗者”號便于2020年11月28日隨船勝利返航。“奮斗者”號在海底共工作約6個小時,不僅拍攝了許多寶貴的圖像資料,還借助采樣工具帶回了一些諸如礦物質、沉積物、深海生物及深海水等樣品。這標志著中國已經具備了潛人和探索100%海域的能力,同時也刷新我國無人潛水器最大下潛深度紀錄,填補了我國萬米作業型無人潛水器的空白。
這次在馬里亞納海溝的海洋測試任務,是中國海洋技術領域的一個里程碑,為中國深淵科學研究提供了一種全新的技術手段,也標志著中國無人潛水器技術跨入了一個可覆蓋全海深探測與作業的新時代。
中國在馬里亞納海溝開展環境與生態研究計劃
2025年9月28日,“青春華章·共赴山海向未來”主題展演活動在中國上海舉行,上海交通大學科研空間展示了“溟淵計劃”即馬里亞納海溝環境與生態研究計劃。團隊通過對馬里亞納海溝、雅浦海溝等6000米至11000米水深區域進行系統采樣,取得多項全球突破:人類首次抵達雅浦海溝最深點、首次系統研究深淵生態系統、建立全球首個深淵生物大數據庫并向國際開放。
經過三年研究,團隊在馬里亞納海溝底部發現了7564種微生物,其中89.4%都是未知的新物種,深淵物種的新穎性遠超預期。這些采集來的樣品被帶回實驗室研究,青年科研工作者的日常工作包括將微生物樣品進行“數字化轉換”,在人工智能的協助下設計適應特殊場景的蛋白質;利用菌群驗證假說,比如證實部分微生物在高壓下可以降解塑料和重金屬等。這些研究成果突破了該領域在國際上40年的瓶頸,從采樣規模到數據分析能力,中國已實現從“跟跑”到部分“領跑”的跨越。
影響
地質災害
火山
在馬里亞納海溝的部分區域,俯沖地殼上的古老火山和其他構造被帶入深溝內,首先是隆起,然后在內壁溝槽內形成規模較大的沉積物,并形成了沉積棱柱體形態。這些沉積物的深度綿延了幾千米,并在其自身重量的作用下被壓縮,進而使得在壓力作用下的水和泥漿進入了泥火山的表面。當俯沖板塊開始融化(深約110km)時,上升的融化物形成了火山鏈,稱為島弧。
在海溝形成的另一種火山是俯沖帶特有的,稱之為冷火山或泥火山,這些火山噴出一種蛇紋石礦物質泥漿。海水穿透壕溝壁的裂縫,與地球內部深處的地幔巖發生反應時形成蛇紋石,自身的膨脹迫使其到達地表,像熔巖一樣傾瀉在海底,并形成了蛇紋巖海山側翼,然后這些流體在海底形成了像煙窗一樣的礦物質,類似于大洋中脊的黑煙肉。
地震
中國的地理古籍《山海經》中記載“東海之外有大壑”。在我國東海之外,確實有一條深深的大溝整,那就是位于日本東海岸的馬里亞納海溝,正在如今3·11日本地震頻發的東海岸之下。馬里亞納海溝是世界最深的海溝,緊鄰日本東海岸。這條海溝東面大洋的平均海拔為-6000米左右,即低于海平面6000余米。更可怕的是,從日本東海岸的零海拔地面到這6000米深的地方,僅有200千米,落差非常大,因此這一帶地勢非常陡。
可以說,日本島儼然就是一座屹立在6000米深的懸崖邊上的城池。對立于危崖之上的日本,很多人表示了擔憂。美國國家科學院院長BruceAlberts 博士在接受《時代周刊》記者采訪時嚴肅指出:經過了2004年末的印尼大地震,亞洲一太平洋板塊正在變得越發脆弱,地震和海嘯也將越發活躍。尤其是亞洲東部的日本列島已經處在了一個隨時可能塌陷的“漏斗”之上。
由于受到亞洲大陸板塊的推壓和太平洋板塊后退的影響,馬里亞納海溝正在以每年10厘米的速度向東北方向,即太平洋一日本列島一線擴張。印尼大地震后,科學家觀測到海溝又進一步加快了東擴的步伐。處在太平洋和亞洲兩大板塊交界的日本列島無疑已經身處在這個世界上最深的“漏斗”的邊緣。如果再遇到一兩次超強的海底大地震,很可能除了南部的琉球群島以外,日本列島將面臨滅頂之災滑人大海溝。
海洋生物生態系統
在海洋科學的研究中,我們發現了馬里亞納海溝的吸水能力對于維持全球海洋環境的平衡具有重要意義。
海洋深層循環系統是指水體在全球范圍內的大規模運動和交換過程,其中包括了水的上升和下沉。海洋的深層循環非常復雜,涉及到多種因素和力量的作用。而馬里亞納海溝作為地球上最深的地方之一,對海洋深層循環系統起著非常關鍵的作用。
馬里亞納海溝可以被視為海洋深層循環系統中的“水下漏斗”。它的存在使得大量的海水能夠下沉到海洋的深層,這對于平衡全球海洋環境至關重要。海水中含有的氧氣、營養物質和溶解態碳都是海洋生物生存和繁衍所需要的重要元素。通過馬里亞納海溝,這些重要元素被有效地輸送到了海洋深層,維持了海洋生態系統的穩定。
馬里亞納海溝也起到了將深層水體中的富營養物質和二氧化碳帶回到海洋表層的作用。這種物質的輸入和輸出平衡是維持海洋生態平衡所必需的。
全球氣候系統
除了對海洋生物生態系統的影響,馬里亞納海溝還對全球氣候系統產生了重要影響。海洋是地球上的一個巨大的碳儲庫,其中有大量的溶解態碳存在。馬里亞納海溝通過海水的下沉作用,將大量的碳輸入到海洋深層。
這可以減輕大氣中的二氧化碳含量,進而對全球氣候產生平衡作用。馬里亞納海溝還參與了全球熱量和鹽度的分布調節,對全球氣候的影響不可忽視。
開發問題
海洋環境遼闊深廣,風云水勢變幻莫測,目前人類對它的認識還是不完全的。據估計,人們只對大約20%的海域進行過調查,只對其中的5%做過系統研究。目前,人類向太空的探索已觸及宇宙邊緣,在最深的馬里亞納海溝也已開展了大量的商業及科學研究工作,但對地下空間的探索卻遠遠不夠。截至目前,人類對地下空間最深的探測距離為蘇聯于1970年鉆探的科拉鉆井,深約11000m,但并未開展有實質意義的商業及工業活動。人類進行大規模工業活動的地下深度集中在5000m以內,遠遠小于地球6378km的半徑,因此地下空間的開發具有極大的潛力。
為了適應海洋開發的需要,戰勝海洋災害(臺風、暴雨、海嘯、旋流等),必須創建全球性或地區性的海洋環境預報、導航定位、海洋環境監視監測、海洋資料服務,海洋天氣長期預報等系統。
參考資料 >
地球的深淵,馬里亞納海溝.微信公眾平臺.2025-04-02
探尋“神秘微笑”的深度.中國軍網.2026-01-06
海洋科普(1772)| 認識世界上6大尖端的海洋探測器.微信公眾平臺.2025-05-05
【新華網】中國“科學”號為何“鐘情”西太海山.中國科學院.2025-04-02
3千萬億噸!馬里亞納海溝瘋狂吸水,為何中國悟空號還能破記錄? .搜狐網.2023-09-02
坐底馬里亞納海溝!.搜狐網.2023-09-01
理理揭秘 | 世界上最深的海溝.微信公眾平臺.2025-04-02
青春華章|與海溝深淵“較勁”:中國青年科研工作者闖入“無人地”.今日頭條.2025-09-29